Новітні методи фізичних досліджень
Спеціальність: Прикладна фізика та наноматеріали
Код дисципліни: 8.105.00.M.027
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Прикладна фізика і наноматеріалознавство
Лектор: д.х.н., професор Василечко Л.О.,
к.т.н., доцент Кондир А.І.
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: У разі вивчення навчальної дисципліни аспірант повинен демонструвати такі результати навчання :
? здатність узагальнювати необхідні дані із застосуванням прогресивних методів фізичних досліджень для побудови фізичних моделей сучасних функціональних матеріалів; розкривати фізичну, природничо-наукову сутність проблем, що виникають в ході професійної діяльності;
? здатність керувати поширенням науково-технологічних іновацій; здатність залучати працівників до розробки прогресивних методів дослідження нових матеріалів на основі самостійних занять; готовність генерувати, оцінювати і використовувати нові ідеї;
? знаннясучасних досягнень в галузі теоретичного експериментального підходу до опису явищ та ефектів у твердотільних, зокремананоструктурованих матеріалах;
? вміння синтезувати функціональні матеріали, проводити їхні експериментальний і теоретичний аналізи;
? вміння створювати на основі сучасних функціональних матеріалів пристрої електронної техніки та енергетики.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у аспірантів необхідних компетентностей.
Загальні компетентності:
ЗК1. Запроваджувати сучасні фізико-математичні методи для вирішення професійних завдань у галузі матеріалознавства і технологій; узагальнювати практичні рекомендації з використання отриманих результатів; на сучасному рівні представляти результати дослідження у формах звітів, рефератів та публікацій.
ЗК2. Уміти ефективно спілкуватися з широкою науковою спільнотою з актуальних питань наноматеріалознавства;
ЗК3. Ініціювати оригінальні дослідницько-інноваційні комплексніпроекти у галузі фізики і технологій.
Фахові компетентності:
ФК2. Систематичні знання і розуміння сучасних наукових теорій і інноваційних технологій в області наноматеріалознавства з метою їх ефективного використання у вирішенні прикладних задач фізики.
ФК3. Здатність ефективно застосовувати методи аналізу, математичне моделювання, виконувати фізичні та математичні експерименти при проведенні наукових досліджень.
ФК4. Здатність інтегрувати знання з інших дисциплін, застосовувати системний підхід та враховувати нетехнічні аспекти при розв’язанні інженерних задач та проведенні досліджень.
ФК5. Здатність розробляти та реалізовувати проекти, включаючи власні дослідження, які дають можливість переосмислювати наявні чи створювати нові знання.
ФК6. Здатність аргументувати вибір методу розв’язування спеціалізованої задачі,критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення.
Результати навчання: 1. Здатність узагальнювати необхідні дані із застосуванням прогресивних методів фізичних досліджень для побудови фізичних моделей сучасних функціональних матеріалів; розкривати фізичну, природничо-наукову сутність проблем, що виникають в ході професійної діяльності.
2. Здатність керувати поширенням науково-технологічних інновацій; здатність залучати працівників до розробки прогресивних методів дослідження нових матеріалів на основі самостійних занять; готовність генерувати, оцінювати і використовувати нові ідеї.
3. Знання сучасних досягнень в галузі теоретичного експериментально-го підходу до опису явищ та ефектів у твердотільних, зокрема наноструктурованих матеріалах.
4. Вміння синтезувати функціональні матеріали, проводити їхні експериментальний і теоретичний аналізи.
5. Вміння створювати на основі сучасних функціональних матеріалів пристрої електронної техніки та енергетики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
1.Фізичне матеріалознавство
2. Фізика і технологія наносистем
3. Наноматеріалознавство
4.Фізика твердого тіла
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
1.Фізика супрамолекулярних структур та пристроїв
Короткий зміст навчальної програми: Дифракційні методи аналізу кристалічної структури: рентгенівський аналіз, електронографія, нейтронографія. Визначення складу, структури твердих тіл і концентраційних профілів за основними і домішковим компонентами методами електронної та іонної спектроскопії. Електронно-мікроскопічні методи дослідження: просвічувальна і растрова електронна мікроскопія. Аналіз поверхні сканувальними зондами – тунельна і атомно-силова мікроскопія.
Опис: Короткий огляд сучасних методів досліджень. Основи сканувальноїзондової мікроскопії. Загальні принципи сканувальноїзондової мікроскопії. Апаратура для СТМ. Вимірювальні методики СТМ. Вимірювання локальної роботи виходу в СТМ. Вимірювання вольт-амперних характеристик тунельного контакту. Особливості атомно силової мікроскопії. Зондові давачі атомно-силових мікроскопів. Дослідження властивостей поверхні за допомогою АСМ. Апаратура для АСМ. Вимірювальні методики АСМ. Магнітнамікроскопія. Мікроскопія електростатичних сил. Ємнісна мікроскопія. Кельвін-мікроскопія. Фізичні основи сканувальної оптичної мікроскопії ближнього поля. Спектроскопічніметоди.Мікрохвильова спектроскопія. Рентгенівська і фотоелектронна спектроскопія. Електронна Оже-спектроскопія. Мессбауерівська спектроскопія. Основи оптичної спектроскопії. Структура атомних і молекулярних спектрів. Обертальні і коливальні спектри. Коливання багатоатомних молекул. Спектроскопія омбінаційного розсіювання світла. Пружне й непружне розсіювання світла. Коливання кристалічної ґратки. Розсіювання світла коливаннями ґратки. Теорії комбінаційного розсіювання світла. Гігантське комбінаційне розсіювання світла. Компоненти раманівського спектрометра. Особливості спектрів комбінаційного розсіювання сполук Карбону. Контроль якості нанотрубок. Спектри фононів в напівпровідниках зі структурою алмазу. Застосування спектроскопії комбінаційного розсіювання світла. Фізико-хімічні основи методу ІЧ-спектроскопії. Конструкція і принцип дії ІЧ-спектрометрів. Техніка експериментів ІЧ-спектроскопії. Кількісний аналіз. Техніка методів порушеного повного внутрішнього відбивання. Застосування ІЧ-спектроcкопії. Опрацювання ІЧ-спектрів поглинання. Потенційні можливості методу ІЧ-спектроскопії для каталітичних досліджень. Спектроскопія електронного парамагнітного резонансу. Фізика процесу. Основні параметри спектрів. Техніка експерименту. Застосування методу ЕПР.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль (40%): усне опитування, презентації на семінарах, контрольні роботи, індивідуальні письмові роботи. - Випускний тест (60%): іспит.
Критерії оцінювання результатів навчання: Теоретичні питання мають на меті перевірку навичок студентів щодо ро-зуміння теоретичного матеріалу. Відповідь по можливості має бути повною та аргументованою.
• Максимальну кількість балів (мкб) за питання отримує студент, що по-вністю висвітлив питання;
• 70-90 % від мкб – питання в цілому висвітлене, але є незначні неточності або інші недоліки;
• 50-70 % від мкб – відповідь на питання дано не в повному обсязі і/або є суттєві помилки;
• 30-50 % від мкб– зроблена спроба відповісти на питання, але зроблено грубі помилки і/або питання в цілому не висвітлене. Такої ж оцінки заслу-говуватиме студент, якщо він робить неправильні висновки на основі ло-гічних припущень, що містять правильні міркування;
• 10-30 % від мкб– зроблена невдала спроба відповісти на питання, лише окремі міркування і /або формули є вірними;
• 0 балів – жодна з записаних формул не має стосунку до даного питання, всі міркування є помилковими, або цілковито відсутні.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Дюков В.Г., Непийко С.А., Седов Н.Н Электронная микроскопия локальных потенциалов./ АН УССР. Ин-т физики. – Киев: Наук. думка, 1991. – 200 с.
2. Ч. Пул, Ф. Оуэнс Нанотехнологии: Пер. с англ./Под ред. Ю. И. Головина. – М.: Техносфера, 2005. – 336 с
3. Спенс Дж. Экспериментальная электронная микроскопия высокого разрешения: Пер. с англ. / Под ред. В.Н. Рожанского. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. – 320 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Новітні методи фізичних досліджень
Спеціальність: Прикладна фізика та наноматеріали
Код дисципліни: 8.105.00.M.026
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Напівпровідникова електроніка
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна